【文章內容簡介】 ZM 焊絲堆焊過渡層，作用是保證堆焊層與輥體結合良好，防止整個堆焊層剝落，同時要求抗裂性好，能夠有效阻止輥面的焊接裂紋和疲勞裂紋向輥體的延伸、發(fā)展，保護輥體不受破壞； MD601焊絲是采用多元合金強化的高耐磨性 17 材料，堆焊層金屬含有大量的合金炭化物，保證了堆焊金屬具有優(yōu)異的抗磨粒磨損性能和一定的抗沖擊性能及抗剝落性能，堆焊層具有細密的網狀裂紋，是釋放焊接應力所必須的 “ 應力釋放裂紋 ” ，有利于防止堆焊層的大面積掉塊和剝落。擠壓輥輥皮具體的復合制造工藝為：首先輥皮用普通的碳鋼如 35＃鋼等來鑄造，輥皮鑄造好后先用專用的 耐磨焊絲 ZM焊絲焊一層過渡層，過渡層焊完后，再用 MD601焊絲在輥面堆焊一層耐磨層。采用復合工藝制造的對輥破碎機擠壓輥的優(yōu)點是： a、輥皮基體是用碳鋼鑄造的，輥皮韌性好，可焊性好，輥皮不容易斷裂； b、用專用的耐磨焊絲堆焊的耐磨層，使輥面的耐磨性大大提高，輥面至少可以用一年而不用補焊，擠壓輥的使用壽命有了很大的提高； c、當輥面的耐磨層磨損以后，因為輥皮基體是碳鋼，可以用耐磨焊絲重新堆焊修復，而不用擔心輥皮會被拉裂，并且輥皮可以反復堆焊修復多次，這就避免讓輥體報廢，為企業(yè)帶來較大的經濟效益； d、采用復合工藝制造新 輥輥體成本比采用整體鑄造工藝制造新輥輥體成本低 20％左右。 皮 結構設計 輥 皮 的結構主要由四大部分組成。 輥皮、輪轂 輪轂 螺栓這四個部分組成。安裝時通過螺栓使輪轂 1和輪轂 2壓緊。 由于兩個輪轂和輥皮都有一個錐度，因此輥 皮 能很好的安裝好。不僅結構簡單而且輪轂較輕。 破 碎機的好壞關鍵在輥 皮 ，沒有合格的耐磨輥 皮 ，就不會有合格的對輥機。采用安全可靠經濟實用的耐磨輥 皮 ，以及合理的結構，將使輥式破碎機的性能大大的提高。輥 皮 的具體結構見圖 。 18 1– 輪轂 2輥皮 3– 輪轂 4鍵 5螺母 6軸 圖 輥子 裝配 結構 示意 圖 2──輥皮： 35鋼 鑄造 +耐磨焊絲堆焊。 最薄處的厚度為 45mm。與輪轂 配合處的斜度為 12176。 。 1,3──輪轂： 材料為 45 鋼， 鋼輪轂 的 主要優(yōu)點是 ： 制造工藝簡單，成本相對較低，抗金屬疲勞能力強。 4──鍵 5──螺栓： 每給輥子上 8個 30M螺栓。材料 35CrMo。 傳動軸的設計與計算 這部分主要對傳動軸中的一根（圖 34中 7）進行設計。 傳動路線圖見下圖。 19 2齒輪 4非標準長齒輪 8軸 9破碎輥 圖 傳動路線圖 輥的受力分析 光輥是由 輥皮，輪轂，螺母，螺栓等 組成 。 插入軸的裝配示意圖 輥式破碎機能否保證輥的受力均勻、間隙正確、避免對輥的損傷，是保證輥子正常工作的關鍵因素。對輥子進行挾入物料的力學分析，算出輥子的受力，是對輥子軸設計的基礎。本節(jié)將分析差速反向旋轉光輥的工作區(qū)進行力學分析。 20 圖 當物料進入輥軋區(qū)后，趨近中心軋點 輥間隙越小，壓強越大，壓強的增大于物料壓縮程度成正比。如圖所示，設物料在最下軋距處的最大為壓強 1p ，而在α角處為 p，此時 1111p CBp CD? 令光輥半徑為 r，則有 ? ? 211 1 c o s 2 s in ( )2C B r r ??? ? ? ； 211 2 sin ( )2D B r ?? ； 1 1 1 1 1 1 ( 1 c os ) ( 1 c os )C D C B D B r r??? ? ? ? ? ?，2122sin 2sin sinpp????? ? ； 當α和θ足夠小時，可 簡化 2122pp ????? ?，則 21 2(1 )pp ?????； 當θ角增加到 d? 時，磨輥上所承受壓力增加 dP ，則可積分得到總壓力 0P PdA? ???，式中 dA為 d? 間所占輥子面積在 Y軸上的投影，令光輥長度為 L，則 cosdA rLd??? ， 代入前式可得 21 20 c o s (1 )P p rL d? ??????? 積分簡化，取 sin??? ，最后得到 123P prL?? （ ） 合力矩應與積分力矩相等，設合力矩臂為 x，則 M=xP=0 sinr pdA? ? ??； （ ） 故 21 21 201(1 ) sin23p rL dxp rL? ? ?????? ? 當θ足夠小時，取 sin??? ，則 221 2013 (1 ) 32 83p r L dxrp rL? ? ??? ??????， 故 22112 3 13 8 4M p rL r p r L? ? ?? ? ? （ ） 從此式可以看出，輥子總壓力合力的位置大約位于最小軋點以上 3/8軋區(qū)長度處。 破碎過程可以劃分為“預損 — 碎裂 — 壓實” [10]三個階段，在實壓階段物料所受的力應大于其抗壓強度。 石灰石、熟料、煤及其它礦石，其抗壓強度不超過 100Mp。普通輥式破碎機一般工作間隙在 1040mm， [11]一端輥圈帶彈性支承，遇強力作用時能產生退讓，間隙可變大，其破碎時作用力一般 5t在左右，輥式細碎機工作間隙一般在 5mm 以下，采用剛性支承許用破碎力設計在 10t，遇強力超過 10t時采用剪切保護，剪切銷破壞后更換復位，在不超過許用壓力的情況下可以強制破碎 45 50000 5 10P t N N? ? ? ? 0 4 3s in 1 0 5 1 0 0 . 3 0 5 0 . 1 7 4 1 . 4 1 02DM P N? ? ? ? ? ? ? 此外還有輥子受到摩擦所產生的轉矩，但輥子為空心的，產生的轉矩比較小，把求得的轉矩乘以一系數 K=。 331. 1 3. 93 10 4. 32 3 10M K M? ? ? ? ? ? 軸的設計 根據前面的計算 可知， 主動軸 （如圖 7軸）其電動機功率 P=22kW，轉速 n=75r/min， 軸的一端 裝有 皮帶輪 ，另一端有 齒輪 。 軸傳遞的轉 矩 ： 61 10 PT n?? （ ） 22 式中： P為電機功率，帶動下輥的電機功率為 75kW，帶動上輥的電機功率為 55kW； n為轉速，下輥的轉速為 160 r/min，上輥的轉速為 80 r/min。 6 6 61 229 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 2 . 8 1 075PT n? ? ? ? ? ? ?= 10? 1 1 2 3TT????? （ ） 式中： 1? 、 2? 、 3? 分別為皮帶輪、齒輪 、軸承的傳動效率。 取 1? = 、 2? =、 3? = 由 [9]P14 選取齒輪 .軸承率分別為 由 [4]表 取帶傳動效率為 92% 662 .8 1 0 0 .9 2 0 .9 7 0 .9 8 2 .4 4 1 0T ? ? ? ? ? ? ?= 10? ． 1軸的材料和熱處理方式 的分析 選擇軸 的理由 選擇軸的材料為 45鋼，經調質處理， 其機械性能由 [3]表 151查得： 抗拉強度極限 ＝ 650MPa；屈服強度極限 =360MPa；彎曲疲勞極限 =300MPa；剪切疲勞極限 ＝ 155MPa； 許用彎曲應力 ＝ 60MPa。 按式 。 13min 0 PdAn? （ ） 由 [3]表 ，選 0A =120。 1 1 2 3 22 2 7 8 19. 24PP ? ? ?? ? ? ? ? ? ? kW 則軸的最小直徑為： 13 3m i n 0 1 9 . 2 41 2 0 7 6 . 275PdA n? ? ? ?mm 軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處軸的直徑，需開鍵槽，故將最小軸徑增 5%。 變?yōu)?， 查 [2]表 ，取標準直徑 110mm。 23 ○4 初選軸承 因軸承 主要 受有徑向力的作用 ，以及機械振動可能產生少量軸向力 。故選用 圓柱滾子 軸承 。 根據工作要求及輸入端的直徑 (為 115mm)，由 查 軸承 選用 [2]表 NNJ3323的滾動軸承，其尺寸（內徑 外徑 寬度 ） 為 dDb= 115 200 40。 支承下軸的軸承： 根據工作要求及輸入端的直徑 (為 130mm)，由軸承產品目錄中選取型號為 6226的滾動軸承，其尺寸（內徑 外徑 寬度）為 dDb= 115 200 40。 ○1 擬定軸上零件的裝配方案 軸上零件定位、加工要求以及不同的零件裝配方案，參考軸的結構設計的基本要求 。 圖 軸的擬定草圖 圖 ， 從輸 入 端裝入， 輥子 、套筒、 左 端軸承 、 齒輪 ,然后 從右端裝入右端軸承 ,齒輪 。 其中兩個齒輪的軸向定位是由箱體上的軸承座來完成的。 ○2 確定軸的各段直徑 由于軸最小直徑為 110mm,左端用 軸承加套筒 定位 ,右端用軸肩定位。故軸段 1的直徑即為 110mm。 24 軸段 2的 用來安裝軸承，為 了保證定位可靠， 只要比軸段 1增大 5～ 10mm就可以，因此取軸段2為 115mm。 同樣，軸段 6也是用來安裝軸承的，此處直徑也取 115mm。 為了拆裝和制造方便，軸段 3選擇為 118mm。 軸段 4是軸肩，參照 [2]P1073及同類軸設計取為 140mm。 為了定位的可靠，軸段 7要比軸段 6小，因此也取最小直徑為 110mm。 ○3 確定軸的各段長度 考慮到 軸 1的長度 還要加上箱體的厚度，而且還比齒輪厚度要長 ， 故該段軸長取為 140mm。 軸段 2和軸段 6的長度要比軸承短 1～ 5mm。且軸承寬為 38mm，則這兩段取 35mm長。 軸段 3的長度即為輥子的長度加套筒長，輥子長為 400mm，選擇套筒長為 90mm，則軸段 3的長度為 490mm。 圖 依照 [2]P1075 有軸肩的寬度設計為 22mm。即軸段 4長度為 22mm。 根據長齒齒輪的厚度以及其他軸的類比，可以得出軸段 7長度取 100比較合適。 軸段 5的尺寸變動空間比較大，主要考慮與箱體的設計相配合，取為 43mm。 輥子、 齒輪 、平帶輪 與軸的周向定位均采用平鍵聯接。對于 輥子 ， 2個半輪轂分別用鍵定位。 25 由手冊查得平鍵的截面尺寸寬 高 =32 20(GB109579)，鍵槽用鍵槽銑刀加工， 查 [2]取 長為160mm(標準鍵 長 見 GB109679)。對于齒輪，軸徑為 110，查 [2]表 高 =28 16，并取長度為 80mm，同時也 保證齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6； 確定軸上圓角和倒角尺寸 ： 取軸端倒角為 245176。 軸的校核 ○1 畫受力簡圖 畫軸空間受力簡圖 ，將軸上作用力分解為水平受力圖 b和 垂直面受力圖 c。分別求出垂直面上的支反力和水平面上支反力。對于零件作用于軸上的分布載荷或轉矩 (因軸上零件如齒輪、聯軸器等均有寬度 )可當作集中力作用于軸上零件的寬度中點。對于支反力的位置，隨軸承類型和布置方式不同而異，一般可按 圖 ，其中 A值參見滾動軸承樣本，跨距較大時可近似認為支反力位于軸承寬度的中點。 ○2 計算作用于軸上的支反力 水平面內支反力 為 05 3s in 8 5 1 . 0 1 0 0 . 9 9 6 4 9